Wydział Informatyki - Zarządzanie i inżynieria produkcji (N2)
specjalność: inżynieria systemów informacyjnych produkcji
Sylabus przedmiotu Zbiory przybliżone i elementy logiki rozmytej:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Zarządzanie i inżynieria produkcji | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
Obszary studiów | nauk technicznych | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Zbiory przybliżone i elementy logiki rozmytej | ||
Specjalność | zarządzanie projektami i innowacjami | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Andrzej Piegat <Andrzej.Piegat@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | |||
ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Podstawy obsługi komputerów. |
W-2 | Podstawy algebry i analizy matematycznej. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z jedną z metod matematyki granularnej (Soft Computing) zwanej Teoria Zbiorów przybliżonych, która umożliwia ekstrakcję, wydobywanie wiedzy z baz danych lub też od ekspertów, o zależnościach i prawidłowościach istniejących w systemach zarządzania, produkcji, w systemach ekonomicznych i innych, w celu wykorzystania jej do podejmowania dobrych decyzji i określania dobrych rozwiązań problemu. |
C-2 | Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z metodami modelowania wykorzystującymi logikę rozmytą. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Określanie atrybutów warunkowych w przykładowych problemach. Dyskretyzacja zmiennych ciagłych z zastosowaniem różnych metod. Określanie elementarnych zbiorów warunkowych i konceptów decyzyjnych w przykładowych problemach. | 1 |
T-L-2 | Okreslanie dolnych i górnych przybliżen konceptów decyzyjnych w przykładowych problemach bez tabel relacyjnych i na podstawie tabel relacyjnych. Okreslanie regionów granicznych. Wizualizacja dolnych i górnych przybliżeń i regionów granicznych. Generowanie reguł i ich ewentualne upraszczanie dla przykładowych problemów. Redukcja względna i bezwzględna nadmiarowych atrybutów warunkowych. Okreslanie względnych i bezwzględnych reduktów i rdzeni początkowego zbioru atrybutów. Obliczanie istotności pojedyńczych atrybutów i podzbiorów tych atrybutów. Wykorzystywanie specjalistycznego oprogramowania do redukcji atrybutów i wykrywania reduktów. | 2 |
T-L-3 | Określanie dobrze i żle zdefiniowanej części tabeli decyzyjnej problemu i generowanie z niej reguł atomowych i cząsteczkowych, deterministycznych i probabilistycznych. Obliczanie współczynnika ekstrakcji wiedzy dla koncowej bazy reguł. Analiza sensowności wygenerowanych reguł. Obliczanie ryzyka reguł i jego wizualizacja. Wykorzystywanie specjalistycznego oprogramowania do generowania reguł i obliczania wskażników. | 2 |
T-L-4 | Deklaratywna identyfikacja kwantyfikatorów lingwistycznych często używanych przez ludzi. Modelowanie kwantyfikatorów z użyciem różnego rodzaju funkcji matematycznych. Agregacja 2 lub wiekszej liczby agregatorów. | 1 |
T-L-5 | Stosowanie rozmytych operatorów AND, OR, NOT przy obliczaniu stopnia spełnienia przesłanek 2 i więcej-składnikowych. Realizacja operacji implikacji w celu określenia konkluzji pojedyńczych reguł. Agregacja konkluzji kilku reguł w jedna konkluzję reprezentacyjna. Wyostrzanie wynikowej konkluzji całej bazy reguł. Konstruowanie 1-no argumentowych regułowych baz wiedzy dla przykładowych problemów i obliczanie odpowiedzi na zapytania zadawane do tych baz. Wykrywanie typowych błędów popełnianych przy konstruowaniu baz 1-no argumentowych. | 2 |
T-L-6 | Ćwiczenia w konstruowaniu regułowych baz wiedzy dla problemów 2- i 3-argumentowych dla przykładowych problemów. Obliczanie odpowiedzi na zapytania kierowane do tych baz. Wykrywanie i analiza błedów popełnianych przy konstruowaniu baz regułowych w problemach 2- i 3-argumentowych. Ćwiczenia w upraszcaniu i dekompozycji lingwistycznych, regułowych baz wiedzy w problemach z większą niz 3 liczba atrybutów. | 2 |
10 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Systemy o nieostrych granicach jako wspolny obiekt badan teorii zbiorów przybliżonych (TZP) i logiki rozmytej (LR). TZP i LR jako 2 rodzaje podejścia do rozwiązywania problemów informacji granularnej (Granular Computing- GC). Wady modelowania zależności w systemach zarzadzania/ekonomicznych przy pomocy konwecjonalnej matematyki. Problem braku, niedostatku, niedokładności i przybliżoności informacji o systemach zarządzania/ekonomicznych. Konieczność stosowania metod modelowania przystosowanych do niepełnej i przybliżonej informacji o systemach. Matematyka Granularna (MG) jako gałęż nauki przystosowana do informacji niepełnej i przybliżonej. TZB jako dział MG. | 1 |
T-W-2 | Przykład problemu o tematyce zarządzania/ekonomicznej który może być modelowany i rozwiązany z użyciem TZP. Pojęcie i rodzaje granul informacyjnych. Przykłady problemów wymagajacych stosowania granul informacyjnych. Problem agregacji tradycyjnych danych liczbowych z danymi granularnymi. Problemy elicytacji danych granularnych od ekspertów problemu. Trudności z przetwarzaniem niektórych typów danych granularnych. Konieczność interwałowego granulowania (dyskretyzacji) zmiennych ciagłych występujących w problemach TZP. | 1 |
T-W-3 | Przykład rozwiązania problemu zarzadzania/ekonomicznego z użyciem TZP. Granularyzacja zmiennych ciagłych i utrudnienia w jej realizacji w przypadku problemów wielowymiarowych. Podstawowe pojęcia TZP: elementarny zbiór warynkowy, elementarny zbiór decyzyjny, relacje przykladów i tabele relacyjne. Tworzenie elementarnych zbiorów warunkowych na bazie tabel relacyjnych. Pojęcie dolnego i górnego przybliżenia zbioru (konceptu) decyzyjnego. Okreslanie dolnych i górnych przyblizen konceptów decyzyjnych na podstawie tabel relacyjnych. | 2 |
T-W-4 | Przykład rozwiazania realnego problemu z użyciem TZP. Pojęcie granicy konceptu decyzyjnego i jej praktyczny sens. Zjawisko logicznej niespójności danych w realnych problemach. Pojęcie zbioru przyblizonego i jego związek ze zjawiskiem logicznej niespójności danych. Generowanie reguł atomowych i cząsteczkowych na podstawie zbioru przykładów. Agregacja reguł atomowych w cząsteczkowe. Reguła jako uogólnienie wiedzy zawartej w zbiorze przykładów. Pojęcie jakości i dokładności przybliżenia rodziny konceptów decyzyjnych. Pojęcie bezwzględnej i względnej redukcji warunkowych atrybutów problemu. Względny i bezwzględny redukt i rdzeń poczatkowego zbioru atrybutów warunkowych. Redukcja atrybutów a licznośc danych o problemie. | 2 |
T-W-5 | Przykład rozwiazania realnego problemu z użyciem TZP. Istotność atrybutu warunkowego i sposób jego obliczania. Istotność podzbioru atrybutów warunkowych i jej obliczanie. Podział tabeli informacyjnej problemu na część dobrze i żle zdefiniowaną. Pojęcie siły, wsparcia i prawdopodobienstwa reguł. Generowanie reguł z dobrze i żle okreslonej tabeli informacyjnej problemu. Analiza sensowności wygenerowanych reguł i jej uzasadnienie. Redukcja atrybutów a liczba posiadanych przykłądów. Ryzyko reguł powstające na skutek redukcji atrybutów warunkowych i jego geometryczna interpretacja. Ryzyko reguł istniejace przy pierwotnym, niezredukowanym zbiorze atrybutów. | 2 |
T-W-6 | Koncepty lingwistyczne jako podstawowe obiekty (kody) informacyjne stosowane przez ludzi. Definiowanie ilościowych konceptów (kwantyfikatorów) lingwistycznych. Indywidualne i grupowe koncepty lingwistyczne. Zjawisko nieostrych, stopniowanych granic pomiedzy ludzkimi konceptami lingwinistycznymi. Ograniczoność klasycznej logiki zero-jedynkowej i uzasadnienie logiki rozmytej (LR) (stopniowanej). Przykłady praktycznych zastosowań LR w zarzadzaniu/ekonomii, technice, medycynie, etc. | 1 |
T-W-7 | Deklaratywna i eksperymentalna identyfikacja kwantyfikatorów lingwistycznych. Róznice między kwantyfikatorami indywidualnymi poszczególnych ludzi, i różnice między kwantyfikatorami grupowymi poszczególnych grup ludzkich. Opis zależności funkcyjnych w systemach rzeczywistych przy pomocy granularnej bazy reguł i konstrukcja pojedynczej reguły. Rozmyte operatory AND, OR, NOT (negacja) stosowne do agregacji prostych przesłanek w przesłanki złożone. Operatory implikacji (okreslania konkluzji pojedyńczej reguły), operatory agregacji pojedyńczych wniosków we wniosek globalny, operatory wyostrzania wniosku globalnego. | 2 |
T-W-8 | Lingwistyczne bazy wiedzy jako podstawowa forma wiedzy ludzkiej o zależnościach w otaczającej nas rzeczywistości. Konstruowanie jedno-argumentowych baz wiedzy i prowadzenie obliczeń z użyciem takich baz. Konstruowanie 2-argumentowych baz wiedzy i prowadzenie obliczeń z ich użyciem. Typowe błędy popełniane przy konstruawaniu regułowych baz wiedzy. Konstruowanie 3- i wyżej-argumentowych baz wiedzy i prowadzenie obliczeń z ich użyciem. | 2 |
T-W-9 | Metody upraszczania i dekompozycji lingwistycznych, regułowych baz wiedzy opisujących zależności wysoko-wymiarowe o dużej liczbie atrybutów. Przykłady realnych problemów z zakresu zarządzania/ekonomii i ich rozwiązywania z uzyciem LR. Zalety i wady upraszcania i dekompozycji lingwistycznych, regułowych baz wiedzy. | 2 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Udział w zajęciach | 10 |
A-L-2 | praca własna studenta | 20 |
A-L-3 | udział w zaliczeniu i konsultacjach | 2 |
32 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Udział w zajęciach | 10 |
A-W-2 | Praca własna studenta | 30 |
A-W-3 | Udział w zaliczeniu i konsultacjach | 3 |
43 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny. |
M-2 | Dyskusja dydaktyczna. |
M-3 | Ćwiczenia projektowe. |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: Oceny wystawiane za pojedyńcze wyróżniające się aktywności studenta podczas wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych. |
S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie egzaminu/sprawdzianu koncowego bądż większego projektu pokazującego zastosowanie Teorii Zbiorów Przybliżonych do rozwiązania realnego problemu, z uwzględnieniem pojedyńczych ocen formujących uzyskanych podczas zajęć. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|
ZIP_2A_D4/07_W01 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student uzyskuje wiedzę o tym, które problemy z zakresu ekonomii/ zarządzania (i innych dziedzin) mogą być rozwiązane z użyciem takich metod matematyki granularnej (Soft Computing) jak teoria zbiorów przybliżonych i logika rozmyta. | ZIP_2A_W01, ZIP_2A_W03, ZIP_2A_W06, ZIP_2A_W07 | T2A_W01, T2A_W02, T2A_W05, T2A_W07 | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3 | M-1 | S-1, S-2 |
ZIP_2A_D4/07_W02 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student uzyskuje wiedzę o metodach rozwiązywania różnych problemów z zakresu ekonomii/ zarządzania ( innych dziedzin) z użyciem takich metod matematyki granularnej (Granular Computing) jak teoria zbiorów przybliżonych oraz logika rozmyta. | ZIP_2A_W01, ZIP_2A_W02, ZIP_2A_W03, ZIP_2A_W06, ZIP_2A_W07 | T2A_W01, T2A_W02, T2A_W05, T2A_W07 | C-1, C-2 | T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2 |
ZIP_2A_D4/07_W03 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student nabywa wiedzę o podstawowym oprogramowaniu wspomagającym rozwiązywanie trudnych, realnych problemów z zakresu ekonomii/ zarządzania (i innych dziedzin) z użyciem teorii zbiorów przybliżonych i logiki rozmytej. | ZIP_2A_W03, ZIP_2A_W11 | T2A_W02, T2A_W03, T2A_W05 | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5 | M-1, M-3 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|
ZIP_2A_D4/07_U01 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student nabywa umiejętność wykrywania realnych problemów z zakresu ekonomii/zarządzania (i innych dziedzin), które moga być sformułowane i rozwiązane z użyciem takich metod matematyki granularnej (Soft Computing) jak teoria zbiorów przybliżonych i logika rozmyta. | ZIP_2A_U07, ZIP_2A_U12, ZIP_2A_U14, ZIP_2A_U16, ZIP_2A_U18, ZIP_2A_U21 | T2A_U01, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U12, T2A_U14, T2A_U16, T2A_U19 | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5 | M-1 | S-1, S-2 |
ZIP_2A_D4/07_U02 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student nabywa umiejętność rozwiązywania trudnych problemów z zakresu ekonomii/zarządzania (i innych dziedzin) z użyciem takich metod matematyki granularnej (Soft Computing) jak teoria zbiorów przybliżonych i logika rozmyta. | ZIP_2A_U07, ZIP_2A_U09, ZIP_2A_U12, ZIP_2A_U16, ZIP_2A_U18, ZIP_2A_U19, ZIP_2A_U21 | T2A_U01, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U12, T2A_U16, T2A_U19 | C-1, C-2 | T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2 |
ZIP_2A_D4/07_U03 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student nabywa umiejętność posługiwania się podstawowym oprogramowaniem wspierającym rozwiązywanie problemów z zakresu ekonomia/zarządzanie z użyciem teorii zbiorów przybliżonych i logiki rozmytej. | ZIP_2A_U07, ZIP_2A_U21 | T2A_U07, T2A_U08, T2A_U09 | C-1, C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6 | M-1, M-3 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
ZIP_2A_D4/07_W01 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student uzyskuje wiedzę o tym, które problemy z zakresu ekonomii/ zarządzania (i innych dziedzin) mogą być rozwiązane z użyciem takich metod matematyki granularnej (Soft Computing) jak teoria zbiorów przybliżonych i logika rozmyta. | 2,0 | |
3,0 | Student umie podać przykłady problemów, które można rozwiązać z wykorzystaniem teorii zbiorów przybliżonych i teorii zbiorów rozmytych. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 | ||
ZIP_2A_D4/07_W02 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student uzyskuje wiedzę o metodach rozwiązywania różnych problemów z zakresu ekonomii/ zarządzania ( innych dziedzin) z użyciem takich metod matematyki granularnej (Granular Computing) jak teoria zbiorów przybliżonych oraz logika rozmyta. | 2,0 | |
3,0 | Student zna metody rozwiązywania zadań za pomocą teorii zbiorów przybliżonych i teorii zbiorów rozmytych. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 | ||
ZIP_2A_D4/07_W03 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student nabywa wiedzę o podstawowym oprogramowaniu wspomagającym rozwiązywanie trudnych, realnych problemów z zakresu ekonomii/ zarządzania (i innych dziedzin) z użyciem teorii zbiorów przybliżonych i logiki rozmytej. | 2,0 | |
3,0 | Student zna wybrane programy, które można zastosować do rozwiązywania zadań z wykorzystaniem teorii zbiorów przybliżonych i teorii zbiorów rozmytych. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
ZIP_2A_D4/07_U01 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student nabywa umiejętność wykrywania realnych problemów z zakresu ekonomii/zarządzania (i innych dziedzin), które moga być sformułowane i rozwiązane z użyciem takich metod matematyki granularnej (Soft Computing) jak teoria zbiorów przybliżonych i logika rozmyta. | 2,0 | |
3,0 | Student umie określić problemy, które można rozwiązać z wykorzystaniem teorii zbiorów przybliżonych i teorii zbiorów rozmytych. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 | ||
ZIP_2A_D4/07_U02 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student nabywa umiejętność rozwiązywania trudnych problemów z zakresu ekonomii/zarządzania (i innych dziedzin) z użyciem takich metod matematyki granularnej (Soft Computing) jak teoria zbiorów przybliżonych i logika rozmyta. | 2,0 | |
3,0 | Student umie rozwiązywać zadania z wykorzystaniem teorii zbiorów przybliżonych i teorii zbiorów rozmytych. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 | ||
ZIP_2A_D4/07_U03 W wyniku uczestnictwa w zajęciach student nabywa umiejętność posługiwania się podstawowym oprogramowaniem wspierającym rozwiązywanie problemów z zakresu ekonomia/zarządzanie z użyciem teorii zbiorów przybliżonych i logiki rozmytej. | 2,0 | |
3,0 | Student umie obsługiwać wybrane programy do ekstrakcji wiedzy z wykorzystaniem zbiorów przybliżonych i do modelowania z wykorzystaniem zbiorów rozmytych. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 |
Literatura podstawowa
- Mrózek A., Płonka L., Analiza danych metodą zbiorów przyblizonych. Zastosowanie w ekonomii, medycynie i sterowaniu., Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa, 2008
- Pedrycz W., Skowron A., Kreinovicz V., Handbook of Granular Computing, Wiley, Chichester, England, 2008
- Piegat A., Modelowanie i sterowanie rozmyte, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2001
- Bojadziew G., Bojadziev M., Fuzzy logic for business, finance and management, World Scientific, New Jersey, London, 2007
Literatura dodatkowa
- Ribeiro R.A, i inni, Soft computing in financial engineering, Springer-Verlag Company, Heidelberg, New York, 1999